Kako se svi dielektrični samonosivi kabeli ponašaju u uvjetima jakog vjetra ili leda?

U području suvremenih telekomunikacija, pouzdanost infrastrukture često ovisi o tome koliko dobro podnosi izazove okoliša. Svi dielektrični samonosivi kabeli (ADSS) kritični su dio svjetlovodnih mreža, posebno tamo gdje su potrebne nadzemne instalacije. Ovi kabeli su dizajnirani bez metalnih komponenti, što ih čini idealnim za ugradnju u blizini visokonaponskih dalekovoda iu područjima gdje elektromagnetske smetnje (EMI) mogu utjecati na rad. Međutim, jedno od najvažnijih pitanja za inženjere i mrežne planere je: Kako se ADSS kabeli ponašaju u uvjetima jakog vjetra ili opterećenja ledom?

1. Razumijevanje strukture svih dielektričnih samonosivih kabela

Prije istraživanja njihove izvedbe u ekstremnim uvjetima, kiliisno je razumjeti što ADSS kabele čini jedinstvenima. Ovi kabeli u potpunosti su sastavljeni od nemetalnih materijala, koji obično uključuju:

• Centralna optička vlakna , koji prenose podatkovne signale.
• Puferska cijev koji pruža amortizaciju i zaštitu za vlakna.
• Članovi snage , često izrađen od aramidne pređe (kao što je kevlar), koja kabelu daje vlačnu čvrstoću i omogućuje mu da izdrži vlastitu težinu na velikim rasponima.
• Vanjske jakne , obično izrađene od polietilena otpornog na UV zračenje ili sličnih materijala koji štite od vlage, abrazije i sunčeve svjetlosti.

Ovaj "potpuno dielektrični" dizajn omogućuje ADSS kabelima da budu lagani, otporni na koroziju i bez električne vodljivosti - sve je neophodno za postavljanje u zrak u blizini dalekovoda.

2. Čimbenici stresa okoline: opterećenje vjetrom i ledom

U vanjskim antenskim instalacijama, dva su najozbiljnija mehanička opterećenja s kojima se kabeli suočavaju tlak vjetra i nakupljanje leda .

• Uvjeti jakog vjetra: Kada jaki vjetrovi pušu preko raspona kabela, stvaraju bočne sile koje uzrokuju njihanje, vibriranje ili osciliranje kabela. S vremenom ovo kretanje može uzrokovati zamor kabela ili njegovog pratećeg hardvera.
• Uvjeti opterećenja ledom: U hladnim klimatskim uvjetima, ledena kiša ili visoka vlažnost mogu dovesti do stvaranja leda na površini kabela. Težina leda značajno povećava opterećenje na kabelu i njegovim nosačima, što potencijalno dovodi do ogibljenja, mehaničkog naprezanja ili čak loma kabela ako se ne uzme u obzir.

Kombinirani učinak vjetra i leda može povećati razinu stresa, budući da vjetar primjenjuje dinamičke sile dok led povećava statičko opterećenje. Stoga je sposobnost ADSS kabela da izdrže ove kombinirane uvjete ključna za njihov uspješan dugotrajni rad.

3. Čimbenici dizajna koji utječu na izvedbu ADSS kabela

a. Vlačna čvrstoća i proračun raspona

Jedna od ključnih prednosti ADSS kabela je njihov visok omjer vlačne čvrstoće i težine, postignut upotrebom aramidnih niti. Ova sintetička vlakna ravnomjerno raspoređuju mehanička opterećenja duž kabela i omogućuju mu da ostane stabilan čak i pod velikim opterećenjem ledom.
Inženjeri obično izračunavaju najveću dopuštenu duljinu raspona na temelju očekivanih uvjeta vjetra i leda u regiji. Često se preporučuju kraći rasponi u regijama s jakim zaleđivanjem kako bi se smanjila napetost i rizik od mehaničkog kvara.

b. Promjer kabela i završna obrada površine

Vanjski promjer i glatkoća površine kabela izravno utječu na to koliko se leda nakuplja i kako vjetar djeluje na njega. Kabel manjeg promjera predstavlja manju površinu za otpor vjetra i nakupljanje leda. Primjenjuju se i neki proizvođači premazi s niskim trenjem ili hidrofobni premazi koji smanjuju prianjanje na ledu, pomažući smanjiti dodatnu težinu tijekom zimskih uvjeta.

c. Otpornost materijala i sastav omotača

Vanjski omotač ADSS kabela dizajniran je da bude otporan na pucanje i habanje pod promjenjivim temperaturama. U područjima s jakim vjetrom, jakna također mora spriječiti trošenje uzrokovano vibracijama ili kontaktom s potpornim strukturama. UV stabilizacija jednako je važna budući da dugotrajno izlaganje sunčevoj svjetlosti može oslabiti materijal i povećati rizik od oštećenja u uvjetima visokog stresa.

4. Vibracije i eolski učinci pod opterećenjem vjetra

Jedan od suptilnih, ali značajnih izazova s kojima se suočavaju ADSS kabeli u okruženjima s jakim vjetrom jest eolska vibracija — fenomen uzrokovan postojanim vjetrovima male brzine (obično 3–25 mph). Ti vjetrovi mogu generirati male, ponavljajuće oscilacije u kabelu, što dovodi do dugotrajnog oštećenja od zamora i kabela i njegovih priključaka.

Da biste ublažili ovaj učinak, prigušivači vibracija or spiralni uređaji za kontrolu vibracija obično se postavljaju blizu točaka pričvršćivanja. Pravilno zatezanje tijekom ugradnje također igra važnu ulogu u smanjenju amplitude vibracija i sprječavanju preranog trošenja. U posebno vjetrovitim regijama, dvoslojna zaštita ili specijalizirani dizajni stezaljki mogu dodatno povećati stabilnost.

5. Izvedba pod uvjetima opterećenja ledom

Kada se led počne nakupljati na ADSS kabelu, događa se nekoliko promjena:

• The težina kabela znatno raste.
• The vlačno opterećenje na točkama sidrišta se diže.
• The popustiti u kabelu se povećava, što može promijeniti zazore i unijeti dodatno naprezanje na savijanje.

Moderni ADSS kabeli dizajnirani su za rješavanje ovih situacija putem optimizirane mehaničke čvrstoće i fleksibilnosti. Ojačanje aramidnom pređom osigurava da čak i uz dodatnu težinu leda, optička vlakna ostaju dobro zaštićena i nastavljaju prenositi signale bez slabljenja.

U ekstremno hladnim okruženjima, materijali jakne otporni na hladnoću — često izrađeni od niskotemperaturnog polietilena — koriste se za sprječavanje lomljivosti i pucanja. Upotreba odgovarajuću geometriju kabela i podrška hardveru dizajniran za područja sklona ledu pomaže u održavanju stabilnosti čak i u teškim uvjetima zaleđivanja.

6. Praksa ugradnje za nepovoljne vremenske uvjete

Čak i dobro dizajnirani ADSS kabel može raditi loše ako nije ispravno instaliran. Instalacijske prakse imaju izravan utjecaj na to kako kabel reagira na opterećenja okoline. Neka ključna razmatranja uključuju:

• Ispravno zatezanje: Osigurati da kabel nije ni prečvrsto ni previše labav pomaže u ravnoteži performansi tijekom vjetra i leda.
• Odgovarajuće duljine raspona: U područjima s visokim rizikom preporučuju se kraći rasponi i međupodupirači.
• Odabir hardvera: Korištenje stezaljki, nosača i prigušivača vibracija otpornih na vremenske uvjete pomaže produljiti vijek trajanja.
• Planiranje čišćenja: Osiguravanje odgovarajuće udaljenosti od električnih vodova i drugih struktura sprječava kontakt ili habanje tijekom pomicanja kabela.

Rutinski pregled nakon lošeg vremena također je bitan za otkrivanje potencijalne štete prije nego što dovede do prekida usluge.

7. Ispitivanje i stiardi za otpornost na okoliš

ADSS kabeli testirani su pod standardiziranim uvjetima kako bi se simuliralo stvarno opterećenje okoliša. Industrijski standardi kao što su IEC 60794 i IEEE 1222 navedite mehaničke, ekološke i električne zahtjeve za ove kabele.
Testovi mogu uključivati:

• Ispitivanje vlačnim opterećenjem pod simuliranom težinom leda
• Ispitivanje aerodinamičkog ponašanja u zračnom tunelu
• Ciklusiranje temperature za procjenu performansi jakne
• Procjena otpornosti na UV zračenje i vlagu

Usklađenost s ovim standardima osigurava da su ADSS kabeli sposobni izdržati zahtjevna vanjska okruženja desetljećima.

8. Primjene u stvarnom svijetu i dokazana pouzdanost

Upotreba dielektričnih samonosivih kabela u regijama s ekstremnom klimom dokazala je njihovu otpornost. U sjevernim zemljama s velikim snježnim oborinama, ADSS kabeli održavaju povezanost unatoč nakupljanju leda zbog svoje lagane, ali čvrste konstrukcije. U obalnim i planinskim regijama, njihov nemetalni sastav sprječava koroziju i ublažava štetu od soli ili otpadaka koje pokreće vjetar.

Komunalna poduzeća i telekom operateri često biraju ADSS kabele za komunikacijski sustavi dalekovoda , gdje su česti jak vjetar i poledica. Njihova sposobnost održavanja dosljednih optičkih performansi, čak i pod mehaničkim opterećenjem, čini ih pouzdanim rješenjem za zračne instalacije.

9. Preventivno održavanje i dugoročna izvedba

Iako su ADSS kabeli dizajnirani za minimalno održavanje, preventivne mjere mogu povećati njihovu dugovječnost:

• Redoviti vizualni pregledi nakon nevremena
• Praćenje vrijednosti progiba i napetosti
• Provjera znakova istrošenosti jakne ili izloženosti aramidne pređe
• Zamjena istrošenih prigušivača vibracija ili hardvera ovjesa

Uz pravilnu njegu, ADSS kabeli mogu pouzdano raditi 25 do 30 godina čak iu područjima sklonim vjetru i ledu.

Zaključak

Svi dielektrični samonosivi kabeli projektirani su da izdrže neke od najizazovnijih uvjeta okoline koji se susreću u instalacijama optičke mreže. Njihova kombinacija lagane konstrukcije, visoke vlačne čvrstoće i nevodljivih materijala omogućuje im učinkovit rad u uvjetima jakog vjetra i leda.

Iako se utjecaji na okoliš nikada ne mogu u potpunosti eliminirati, pažljiv odabir dizajna kabela, precizne tehnike postavljanja i pridržavanje najboljih praksi održavanja mogu osigurati dugoročne performanse i pouzdanost. Bilo da se postavljaju preko otvorenih polja, planinskih grebena ili obalnih energetskih koridora, ADSS kabeli i dalje dokazuju da robustan inženjering i promišljen dizajn omogućuju postizanje snage i stabilnosti u zahtjevnim okruženjima.